机组网源协调保护与励磁重要参数的核查和计算

摘要：近年来电网快速发展，给电网运行控制和管理工作带来新的挑战，同时对网源协调工作提出了更高的要求。2012年，根据国家电力监管部门关于电力安全生产和隐患监督管理等相关文件（电监会办安全〔2012〕21号和华中电监安全〔2012〕287号）要求，在国调中心和华中调控分中心统一部署下，湖南省电力调度控制中心组织开展了直调机组网源协调重要参数专项核查工作。对我司两台机组的网源协调重要参数进行了核查和计算。

关键词：网源协调；发电机过励；发电机定子过流能力；励磁系统过励；励磁系统定子过流限制；发电机转子过负荷能力；发电机定子过负荷能力；保护协调性。

中图分类号：TM411文献标识码： A

1、网源协调参数可能存在的问题

（1）部分机组发电机过励/定子过流能力、励磁系统过励/定子过流限制、发电组转子/定子过负荷保护资料不全；

（2）发电机一次设备存在问题。部分机组发电机转子/定子过负荷能力不满足相关国标要求；

（3）部分机组的转子过励限制、转子过负荷保护定值设置不当，存在保护可能先于限制动作、保护或限制可能超过发电机过励能力的隐患；

（4）部分机组定子过流限制、定子过负荷保护定值设置不当，存在保护可能先于限制动作、保护或限制可能超过发电机定子过流能力的隐患；

源协调参数可能存在的问题，对我司两台机组的网源协调重要参数进行逐项、仔细地核查和计算。

2、核查及计算

2.1我司机组基本信息

2.2发电机一次设备能力核查

对于汽轮发电机，GB/T 7064-2008《隐极同步发电机技术要求》规定：

转子过流能力：发电机磁场绕组应具有下列规定的过电流的能力，时间从10s~120s，

（I2-1）t=33.75

式中：

I――磁场电流，%；

t――时间，s。

定子过流能力：容量在1200MVA及以下的发电机，定子绕组允许的过电流时间与过电流倍数之间的关系由下式决定：

（I2-1）t=37.5s

式中：

I――定子过电流的标幺值；

t――持续时间，适用范围10s~60s。

查阅我司发电机产品说明书所提供的“发电机转子允许的短时过电压曲线”（图1）和“发电机定子允许的短时过电流曲线”（图2）后，根据机组实际情况如实填写以下表格：

图1

图2

表1机组发电机转子过负荷能力：

表2机组发电机定子过负荷能力：

对照国标规定和我司汽轮发电机的产品说明书可知，我司两台发电机的转子过负荷能力和定子过负荷能力达标，满足国标相关要求。

2.3发电机转子过负荷限制与保护协调性核查

根据此次核查要求，我司机组励磁方式为自并励，其励磁电流反时限限制、励磁电流过流反时限保护定值须与发电机过励能力相匹配。匹配原则应遵循：励磁电流反时限限制定值

由于在励磁系统相关说明书上查不到励磁调节器励磁电流反时限限制的计算公式，在向ABB厂家和湖南省电科院多方咨询后，终于确定了ABB UNITROL 5000转子过励限制的公式为：

T＝Tp*(Ifp²－0.81If1²)/(If²－0.81If1²)

Tp-最大允许过励时间，取10s；

Ifp-最大转子电流， 取200%；

If1-过励限制启动值，取110%；

If-实际转子电流

我司发变组保护使用的是南瑞继保生产的RCS-985A，查阅其技术说明书可得励磁绕组反时限过负荷保护的动作方程为：

Il: 励磁回路电流,

Ijzzd: 励磁回路反时限基准电流,

KLzd: 励磁绕组热容量系数定值，取30。

根据以上两个公式，分别进行励磁调节器的转子过励限制和发变组保护的转子过负荷保护计算，完成以下表格的填写：

表3自并励机组发电机转子过负荷限制、保护、能力：

经过计算可知，我司励磁调节器励磁电流反时限限制、发变组保护励磁电流过流反时限保护定值与发电机过励能力相匹配，满足核查要求。

2.4发电机定子过负荷限制与保护协调性核查

根据此次核查要求，对于具有反时限特性的定子过流限制，其限制定值，和定子过流反时限特性保护定值均须与发电机定子过流能力相匹配；匹配原则应遵循：定子过流限制定值

励磁调节器的定子过流限制的计算公式与励磁电流反时限限制的计算公式类似，也为：

T＝Tp*(Ifp²－0.81If1²)/(If²－0.81If1²)

Tp-最大允许过流时间，取10s；

Ifp-最大定子电流， 取200%；

If1-过流限制启动值，取105%；

If-实际定子电流

发变组保护的定子过流反时限特性保护动作方程为：

KSzd: 发电机发热时间常数，取37.5

Ksrzd：发电机散热效应系数，取1.02

Iezd：发电机额定电流二次值。

根据以上两个公式，分别进行励磁调节器的定子过流反时限限制和发变组保护的定子过流反时限保护计算，完成以下表格的填写：

表4发电机定子过负荷限制、保护、能力：

经过计算可知，我司励磁调节器定子过流反时限限制、发变组保护定子电流过流反时限保护定值与发电机定子过负荷能力相匹配，满足核查要求。

3结束语

通过此次对我司两台机组网源协调重要参数的核查，进一步梳理了发变组保护、励磁系统的相关图纸和定值整定，收集了网源协调相关参数的各项资料。最重要的是验证了我司两台机组的励磁电流反时限限制、发变组保护励磁电流过流反时限保护定值与发电机过励能力相匹配，定子过流反时限限制、发变组保护定子电流过流反时限保护定值与发电机定子过负荷能力相匹配，符合省调此次网源协调重要参数的核查要求。

4参考文献

GB/T 7064 隐极同步发电机技术要求（IEC 60034-3）

GB/T 14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB/T 7409.3同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求

DL/T 684大型发电机变压器继电保护整定计算导则

DL / T 843 大型汽轮发电机励磁系统技术条件

《RCS-985系列发电机变压器成套保护装置技术说明书》